إنتاج المطاط الصناعي

يتم إنتاج المطاط الصناعي الصناعي على نطاق صناعي بطرق الحل أو البلمرة المستحلب. ( تم وصف بلمرة المحلول وبلمرة المستحلب في كيمياء المادة الخاصة بالبوليمرات الصناعية .) تحتوي البوليمرات المصنعة في المحلول عمومًا على جزيئات خطية أكثر (أي أقل تشعبًا في السلاسل الجانبية من سلسلة البوليمرات الرئيسية) ، ولديها أيضًا توزيع أضيق للجزيئات الجزيئية. الوزن (أي ، طول أكبر) وتدفق بسهولة أكبر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن التحكم في موضع وحدات المونومر في جزيء البوليمر بدقة أكبر عند إجراء البلمرة في محلول. يتم إذابة المونومر أو المونومرات في مذيب هيدروكربوني ، عادةً ما يكون هكسان أو سيكلوهكسان ، ومبلمر ، باستخدام محفز عضوي عضوي مثل البوتيليثيوم.

في بلمرة المستحلب ، يتم استحلاب المونومر (أو المونومرات) في الماء باستخدام صابون مناسب (مثل ستيرات الصوديوم) المستخدم كخافض للتوتر السطحي ، ومحفز جذر حر قابل للذوبان في الماء (على سبيل المثال ، كبريتات البوتاسيوم ، بيروكسيدات ، نظام الأكسدة) يضاف للحث على البلمرة. بعد أن يصل البلمرة إلى المستوى المطلوب ، يتم إيقاف التفاعل بإضافة مثبط جذري. حوالي 10 في المئة من المطاط الصناعي المنتجة من خلال تقنيات مستحلب يباع اللاتكس . الباقي متخثر بمحلول ملحي حامض ، وغسله ، وتجفيفه ، وضغطه في بالات بحجم 35 كجم (77 رطلاً).

رسم تخطيطي لطريقة مستحلب البلمرة. تضاف جزيئات مونومر والبادئات الحرة الراديكالية إلى حمام مستحلب يعتمد على الماء إلى جانب مواد شبيهة بالصابون تعرف باسم السطحي ، أو العوامل المؤثرة على السطح. تشكل جزيئات الفاعل بالسطح ، المؤلفة من نهاية ماء (تجاذب للماء) ونهاية مضادة للماء (طارد للماء) ، مستحلبًا مستقرًا قبل البلمرة عن طريق طلاء قطرات المونومر. تتجمع جزيئات الفاعل بالسطح الأخرى معًا في مجاميع أصغر تسمى micelles ، والتي تمتص أيضًا جزيئات المونومر. يحدث البلمرة عندما تهاجر البادئات إلى micelles ، مما يحفز جزيئات المونومر على تكوين جزيئات كبيرة تتكون من جسيم اللاتكس. Encyclopædia Britannica، Inc.

عندما يتم بلمرة المستحلب من SBR "ساخن" (أي عند 50 درجة مئوية ، أو 120 درجة فهرنهايت) ، تكون جزيئات البوليمر أكثر تشعبًا. عند تنفيذ البلمرة على أنها "باردة" (أي عند 5 درجات مئوية أو 40 درجة فهرنهايت) ، تكون أكثر خطية وأعلى عمومًا في الوزن الجزيئي - وهي ميزات تعمل على تحسين مقاومة الدوران ومقاومة التآكل للإطارات. في بعض الحالات ، يستمر البلمرة من أجل إعطاء منتجات ذات وزن جزيئي مرتفع بحيث تكون في العادة غير قابلة للحل. في هذه الحالات ، تتم إضافة حوالي 30 في المائة من الزيت الثقيل قبل التخثر لإنتاج مطاط صناعي "ممتد بالزيت" بمقاومة تآكل فائقة